设计模式学习（十八）：迭代器模式

设计模式学习（十八）：迭代器模式

作者：Grey

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迭代器模式

迭代器模式是一种行为型模式。

迭代器最典型的应用是容器遍历

模仿 JDK 的容器，我们自定义一个容器并实现 iterator 方法；

首先，我们先定义一个容器接口

public interface Collection_<E> {
    int size();

    void add(E element);

    Iterator_<E> iterator();
}
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里面包括了一个 iterator 方法，所以每个实现这个容器接口的具体容器类型，都必须自定义 iterator 方法, 然后定义一个 Iterator 接口 Iterator_, 具体容器中可以增加一个内部类来专门实现这个接口，

比如我们的具体容器类是 ArrayList_

import static java.lang.System.arraycopy;

public class ArrayList_<E> implements Collection_<E> {
    private E[] objects = (E[]) new Object[10];
    private int index = 0;

    @Override
    public int size() {
        return index;
    }

    @Override
    public void add(E element) {
        if (objects.length == size()) {
            // 满了就扩容为原来的两倍
            E[] newObjects = (E[]) new Object[objects.length * 2];
            arraycopy(objects, 0, newObjects, 0, objects.length);
            objects = newObjects;
        }
        objects[index] = element;
        index++;
    }

    @Override
    public Iterator_<E> iterator() {
        return new ArrayListIterator_<>();
    }

    private class ArrayListIterator_<E> implements Iterator_<E> {
        private int currentIndex = 0;

        @Override
        public boolean hasNext() {
            return currentIndex < index;
        }

        @Override
        public E next() {
            E o = (E) objects[currentIndex];
            currentIndex++;
            return o;
        }
    }

}
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我们主要看 ArrayListIterator_这个内部类，里面其实是实现了 Iterator_ 这个接口，所以 ArrayList_ 的遍历操作会执行这个内部类中的操作规则来对其进行遍历。

如何实现一个快照迭代器

我们可以在容器中，为每个元素保存两个时间戳，一个是添加时间戳 addTimestamp，一个是删除时间戳 delTimestamp。

当元素被加入到集合中的时候，我们将 addTimestamp 设置为当前时间，将 delTimestamp 设置成最大长整型值（Long.MAX_VALUE）。

当元素被删除时，我们将 delTimestamp 更新为当前时间，表示已经被删除。

注意，这里只是标记删除，而非真正将它从容器中删除。

同时，每个迭代器也保存一个迭代器创建时间戳 snapshotTimestamp，也就是迭代器对应的快照的创建时间戳。

当使用迭代器来遍历容器的时候，只有满足

addTimestamp < snapshotTimestamp < delTimestamp
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的元素，才是属于这个迭代器的快照。如果元素的

addTimestamp > snapshotTimestamp
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说明元素在创建了迭代器之后才加入的，不属于这个迭代器的快照；

如果元素的

delTimestamp < snapshotTimestamp
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说明元素在创建迭代器之前就被删除掉了，也不属于这个迭代器的快照。

这样就在不拷贝容器的情况下，在容器本身上借助时间戳实现了快照功能。

迭代器模式应用

• MyBatis 中的 DefaultCursor

它实现了 Cursor 接口，而且定义了一个成员变量 cursorIterator，其定义的类型为 CursorIterator 。继续查看 CursorIterator 类的源码实现，它是 DefaultCursor 的一个内部类，并且实现了 JDK 中的 Iterator 接口。

UML 和 代码

UML 图

代码

更多

设计模式学习专栏

参考资料

• Effective Java中文版（第3版）

• Head First 设计模式

• 设计模式-可复用面向对象软件的基础

• 坦克大战-马士兵

• 菜鸟教程-设计模式

• 极客时间-设计模式之美-王争